可控核聚变

讷言

地球上的非再生能源即将耗尽

能源是现代社会赖以生存和发展的基础，清洁燃料的供给能力关系着国民经济的可持续发展，是国家战略安全保障的基础之一。

地球上的非再生能源还没有彻底勘探清楚，人们已知的非再生能源的种类和数量还没有完全确定，新的煤田、天然气田和可燃冰资源不断被发现，所以较准确地估计非再生能源的耗尽时间不是一件容易的事，但可以肯定非再生能源的耗尽是有时间的，而且消耗在不断加速。从现有的消耗速度看，地球上已探明非再生能源的储量大约可够人类再用不到100年。

因此，开发洁净可再生能源已成为紧迫的课题。

寻找替代资源，路在何方

从地球蕴藏的能源数量来看，自然界存在有无限的能源资源。仅就太阳能而言，太阳每秒钟通过电磁波传至地球的能量相当于500多吨煤燃烧放出的热量。这相当于一年中仅太阳能就有130万亿吨煤的热量，大约为全世界目前一年耗能的一万多倍。不过，由于人类开发与利用地球能源尚受到社会生产力、科学技术、地理原因及世界经济、政治等多方面因素的影响与制约，包括太阳能、风能、核能、海洋能在内的巨大数量的能源，可以利用的仅占微乎其微的比例。

核聚变能可供人类使用数亿年

同等质量的轻元素聚变产生的能量比重元素裂变放出的能量大得多，而产生的辐射也少得多。对环境保护的考虑也是人们努力发展核聚变技术的原因之一，虽然它的紧迫性和受重视程度还比不上对能源的需求。化石能源的逐渐耗竭已经是人所共知的事实，而风能、太阳能等可再生能源在目前来看，也无法完全满足人们对能源的渴求。核聚变发电，是能源的明日之星。

核聚变的原材料很容易找——地球上氘的含量并不算少，每一万个氢原子中就有一个是氘原子。在最好的情况下，每升海水中的氘聚变能够放出的能量，相当于燃烧300升汽油；而一个百万千瓦的核聚变电厂，每年只需要600公斤原料，但一个同样规模的火电厂，每年将需要210万吨燃料煤。

虽然氚在地球上并不存在，但是我们可以通过用中子轰击锂元素的方法来制造它。氦3是目前最理想的核聚变原料，虽然在地球上也找不到，但是在我们举目可及之处却大量存在——在月球、土星和火星上，氦3的含量足够人们随心所欲地挥霍数十万年。

核聚变如何实现可控

目前主要有两种方式。

托卡马克（Tokamak）：是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器。最初是由位于莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋形磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。

相比其他方式的受控核聚变，托卡马克拥有不少优势。2006年9月28日，中国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的新一代热核聚变装置EAST首次成功完成放电实验，获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电。EAST成为世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面核聚变实验装置。

“惯性约束核聚变”：依靠激光束加热氘氚靶丸，由于粒子的惯性，在尚未严重飞散之前完成适度的热核聚变。世界各国都在开展“惯性约束核聚变”的研究，其中以美国的“国家点火装置”最为先进。

现在的我们，就像是站在四十大盗藏宝洞之前的阿里巴巴，唯一缺乏的，就是一句开门的咒语。幸好，我们已经快要猜到那句咒语，一段传奇，即将在眼前展开。